用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)簡易電子琴-預(yù)覽頁
【正文】 指導(dǎo)教師 : 朱衛(wèi)華 教研室主任： 王 彥 2 摘要 單片微型計(jì)算機(jī)室大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，屬于第四代電子計(jì)算機(jī)它具有高性能、高速度、體積小、價(jià)格低廉、穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)。我們對(duì)于電子琴如何實(shí)現(xiàn)其功能，如音色選擇、聲音強(qiáng)弱控制、節(jié)拍器、自動(dòng)放音功能等等也很好奇。以單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤揚(yáng)聲器等模塊組成核心主控制模塊，在主控模塊上設(shè)有 8 個(gè)按鍵，和一個(gè)復(fù)位按鍵。當(dāng)然對(duì)于單片機(jī)來產(chǎn)生不同的頻率非常方便，我們可以利用單片機(jī)的定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0 來產(chǎn)生這樣的方波頻率信號(hào)，因此，我們只要把一首歌曲的音階對(duì)應(yīng)頻率關(guān)系編寫正確就可以達(dá)到我們想要的曲目。并在存儲(chǔ)一首歌曲的內(nèi)容，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)播放。 2)一個(gè)數(shù)碼管作為顯示部件。因此本次課程設(shè)計(jì)采用 STC89C52 單片機(jī)作為整個(gè)電路核心控制器件。 方案一：采用單個(gè)的邏輯器件組合 我們知道計(jì)數(shù)器 8253 可以產(chǎn)生任意頻率的方波頻率信號(hào)，因此，我們只要把一首歌曲的音階對(duì)應(yīng)頻率與計(jì)數(shù)器的頻率對(duì)應(yīng)起來就可通過計(jì)數(shù)器產(chǎn)生音樂了。并實(shí)現(xiàn)其功能。這樣雖然比較直觀，邏輯器件分工鮮 6 明，思路也比清晰，一目了然，但是由于元器件種類、個(gè)數(shù)繁多，而過于復(fù)雜的硬件電路也容易引起系統(tǒng)的精度不高、體積過大等不利因素。和方案一相比較，方案二就顯得比較籠統(tǒng)，雖然我 們可以看到用超高速硬件描述語言 VHDL 的優(yōu)勢(shì)，但本質(zhì)上它只是把整個(gè)系統(tǒng)分為了若干個(gè)模塊，而不牽涉到具體的硬件電路。所以我們選擇第三種方案。就可在 P3^7 上得到此頻率的脈沖。空閑模式下 ， CPU 暫停工作，而 RAM 定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。 單片機(jī)復(fù)位部分 1） 復(fù)位功能： 單片機(jī)復(fù)位電路就好比電腦的重啟部分，當(dāng)電腦在使用中出現(xiàn)死機(jī)，按下重啟按 鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開始執(zhí)行。當(dāng)按鍵按下的時(shí)候，開關(guān)導(dǎo)通，這個(gè)時(shí)候電容兩端形成了一個(gè)回路，電容被短路，所以在按鍵按下的這個(gè)過程中， 8 電容開始釋放之前充的電量。復(fù)位電路圖如圖 3 所示： 圖 3 復(fù)位電路圖 單片機(jī)晶振部分 外接晶振引腳 XTAL1 和 TXAL2 接外部晶振和微調(diào)電容的一端。單片機(jī)一切指令的執(zhí)行都是建立在晶振提供的時(shí)鐘頻率上。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極 (COM)的數(shù)碼管。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。也就是說，有源蜂鳴器內(nèi)部帶震蕩源，所以只要一通電就會(huì)叫。如 將兩種蜂鳴器的 引腳 都朝上放置時(shí)，可以看出有綠色電路板的一種是無源蜂鳴器，沒有電路板而用黑膠封閉的一種是有源蜂鳴器。而無源蜂鳴器則和電磁 揚(yáng)聲器 一樣，需要接在音頻輸出電路中才能發(fā)聲。但是觸點(diǎn)處易侵入灰塵而導(dǎo)致接觸不良，體積相對(duì)較大。柔 性按鍵最大特點(diǎn)是防塵、防潮、耐蝕，外形美觀，裝嵌方便。 鍵盤可以分為 2 類：獨(dú)立連接式鍵盤和矩陣式鍵盤。 矩陣式鍵盤中，行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端，行線通過上拉電阻接到 +5V 上．當(dāng)無鍵按下時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)；當(dāng)有鍵按下時(shí)，行、列線將導(dǎo)通，此時(shí)，行線電平將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。 按鍵電路圖如圖 11 所示： 圖 11 按鍵電路圖 3）去抖動(dòng) 鍵盤編程中主要考慮去抖動(dòng)的問題。為此需進(jìn)行去抖動(dòng)處理。 14 四、軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)流程 程序流程如圖 12 所示： 圖 12 程序流程圖 開始 定義 Num=1 N=0 Num9 KN=1 NUM++ N++ P0=table{num} 蜂鳴器發(fā)音 結(jié)束 15 延時(shí)源代碼 void DelayMS(uint x) { uchar t。 } 發(fā)音源代碼 void Play(uchar y) { uchar i。//對(duì)蜂鳴器電平求反 DelayMS(y)。 P0=table[num]。具體來說可以分為以下幾點(diǎn)： 第一，不夠細(xì)心，不夠嚴(yán)謹(jǐn)（如因?yàn)榇中拇笠舛稿e(cuò)線）； 第二，因?qū)φn本理論的掌握度不夠?qū)е戮幊坛霈F(xiàn)錯(cuò)誤； 第三，硬件方面，剛開始有的程序模塊不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的效果，對(duì)于有的硬件，在實(shí)物制作過程中焊了比較多的排線，同時(shí)對(duì)于整體各元器件的布局都有很高的要求。 尤其在做各種東西時(shí)應(yīng)該要特別的仔細(xì)小心，比如我在進(jìn)行電路焊接時(shí)就將數(shù)碼管搞錯(cuò)了，本應(yīng)使用的共陰數(shù)碼管被拿成了共陽數(shù)碼管，然后發(fā)光二極管的極性焊反了，焊接的鐵絲沒有完全焊牢等問題，給自己和老師造成了許多不必要的麻煩，大大的浪費(fèi)掉了寶貴的時(shí)間，這都是不應(yīng)該出現(xiàn)的。從這次課程設(shè)計(jì)中不僅學(xué)到了很多做事的方法也學(xué)到了許多對(duì)人生應(yīng)有的態(tài)度 ， 受益匪淺。 [4] 彭偉 .單片機(jī) C 語言程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn) 100例：基于 8051+Proteus 仿真 [M]，電子工業(yè)出版社出版時(shí)間： 20220601，ＩＳＢＮ： 9787121087578
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